JP4530179B2 - Photodiode, ultraviolet sensor including the same, and method for manufacturing photodiode - Google Patents
Photodiode, ultraviolet sensor including the same, and method for manufacturing photodiode Download PDFInfo
- Publication number
- JP4530179B2 JP4530179B2 JP2008011906A JP2008011906A JP4530179B2 JP 4530179 B2 JP4530179 B2 JP 4530179B2 JP 2008011906 A JP2008011906 A JP 2008011906A JP 2008011906 A JP2008011906 A JP 2008011906A JP 4530179 B2 JP4530179 B2 JP 4530179B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffusion layer
- photodiode
- type
- silicon
- silicon semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 190
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 92
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 87
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 86
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 85
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 84
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 38
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 22
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 8
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 4
- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000004624 Dermatitis Diseases 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000000453 Skin Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 201000000849 skin cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- -1 that is Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
本発明は、紫外線を含む光を受けて電流を発生させるフォトダイオードおよびそれを備えた紫外線センサ、並びにフォトダイオードの製造方法に関する。 The present invention relates to a photodiode that generates light by receiving light including ultraviolet rays, an ultraviolet sensor including the photodiode, and a method for manufacturing the photodiode.
従来の紫外線センサは、P型シリコン基板に形成した2つのN型領域のそれぞれの表層にP型拡散層を形成すると共に、P型シリコン基板とそれぞれのN型領域の界面を含む領域に、N型領域を挟んでP型拡散層に対向するN型拡散層を形成し、それぞれのP型拡散層の深さを変更して2つの縦型PN接合形式のフォトダイオードを形成し、P型拡散層の深さの相違によりP型拡散層下のPN接合へ到達する紫外線量を変化させて、浅いP型拡散層を有するフォトダイオードの光電流から、深いP型拡散層を有するフォトダイオードの光電流を減じて可視光領域の光電流を相殺し、紫外線領域の光の強度を検出する紫外線センサを形成している(例えば、特許文献1参照。)。
紫外線は、長波紫外線(UV−A波:波長約320〜400nm)と、中波紫外線(UV−B波:波長約280〜320nm)と、短波紫外線(UV−C波:波長約280nm以下)とに分類され、地上に達する紫外線の90%以上はUV−A波で構成され、残りがUV−B波とされており、UV−C波はオゾン層で吸収されて地上に達することはないとされている。 Ultraviolet rays include long wave ultraviolet rays (UV-A wave: wavelength of about 320 to 400 nm), medium wave ultraviolet rays (UV-B wave: wavelength of about 280 to 320 nm), and short wave ultraviolet rays (UV-C wave: wavelength of about 280 nm or less). More than 90% of the ultraviolet rays reaching the ground are composed of UV-A waves, and the rest are UV-B waves, and UV-C waves are not absorbed by the ozone layer and reach the ground. Has been.
また、紫外線の波長領域によって人体や環境に与える影響が異なり、特にUV−B波は、地上に到達する紫外線量は少量であっても皮膚を炎症させ、皮膚ガンを誘発する虞があるとされており、UV−B波を分離して検出することが可能な紫外線センサの開発が望まれている。
しかしながら、上述した従来の技術においては、波長400nm以下の紫外線領域の紫外線の総量は検出できるものの、波長領域を分離して検出することはできないという問題がある。
In addition, the influence on the human body and the environment differs depending on the wavelength region of ultraviolet rays. In particular, UV-B waves are said to cause inflammation of the skin and induce skin cancer even if the amount of ultraviolet rays reaching the ground is small. Therefore, it is desired to develop an ultraviolet sensor capable of separately detecting UV-B waves.
However, the above-described conventional technique has a problem that although the total amount of ultraviolet rays in the ultraviolet region having a wavelength of 400 nm or less can be detected, the wavelength region cannot be detected separately.
また、上述した従来の技術においては、P型拡散層の深さを変更して、2つのフォトダイオードから出力される光電流の紫外線量を変化させ、演算によりこれらの差を求めて紫外線領域の光の強度を検出しているため、P型拡散層を形成する工程で、P型拡散層の深さにバラツキが生ずると、P型拡散層に吸収される紫外線量にバラツキが生じ、紫外線領域の光の強度を検出する紫外線センサの品質を安定させることが難しくなるという問題がある。 Further, in the conventional technique described above, the depth of the P-type diffusion layer is changed to change the amount of ultraviolet light of the photocurrent output from the two photodiodes, and the difference between them is calculated to obtain the difference in the ultraviolet region. Since the intensity of light is detected, if the depth of the P-type diffusion layer varies in the step of forming the P-type diffusion layer, the amount of ultraviolet light absorbed by the P-type diffusion layer varies, and the ultraviolet region There is a problem that it is difficult to stabilize the quality of the ultraviolet sensor that detects the intensity of the light.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、紫外線領域の光の強度を安定して検出する手段を提供することを目的とする。
また、UV−B波の波長領域の紫外線量を分離して検出する手段を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide means for stably detecting the intensity of light in the ultraviolet region.
It is another object of the present invention to provide means for separately detecting the amount of ultraviolet rays in the wavelength region of the UV-B wave.
本発明は、上記課題を解決するために、シリコン半導体層に形成された、P型の不純物を高濃度に拡散させたP型高濃度拡散層と、N型の不純物を高濃度に拡散させたN型高濃度拡散層とを、前記シリコン半導体層に、P型およびN型のいずれか一方の型の不純物を低濃度に拡散させて形成された低濃度拡散層を挟んで対向配置した横型PN接合形式のフォトダイオードにおいて、前記シリコン半導体層上に層間絶縁膜を形成すると共に、前記低濃度拡散層の、前記層間絶縁膜との界面に隣接する原子列に、シリコンと水素の共有結合を形成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention has a P-type high-concentration diffusion layer formed in a silicon semiconductor layer in which a P-type impurity is diffused in a high concentration and an N-type impurity is diffused in a high concentration. A lateral PN in which an N-type high-concentration diffusion layer is disposed opposite to the silicon semiconductor layer with a low-concentration diffusion layer formed by diffusing one of P-type and N-type impurities at a low concentration. In the junction type photodiode, an interlayer insulating film is formed on the silicon semiconductor layer, and a covalent bond of silicon and hydrogen is formed in an atomic column adjacent to the interface with the interlayer insulating film of the low concentration diffusion layer It is characterized by that.
また、前記フォトダイオードの低濃度拡散層が形成されるシリコン半導体層は、3nm以上、36nm以下の範囲の厚さを有することを特徴とする。 The silicon semiconductor layer on which the low-concentration diffusion layer of the photodiode is formed has a thickness in the range of 3 nm to 36 nm.
これにより、本発明は、層間絶縁膜側から入射した光が、層間絶縁膜との界面に形成されたシリコンと水素の共有結合(Si−H結合)を通過するときに、シリコン半導体層の厚さに関らず、その結合エネルギでUV−A波の波長領域の紫外線を消失させることができ、Si−H結合を除いて同じ構成とされているフォトダイオードと組合せることによって、演算によりUV−A波の波長領域のみの紫外線量を求めることができ、地上に到達する紫外線の大部分を占めるUV−A波の波長領域の紫外線量を安定して検出することができる紫外線センサを得ることができるという効果が得られる。 As a result, the present invention allows the thickness of the silicon semiconductor layer when light incident from the interlayer insulating film side passes through a covalent bond (Si-H bond) between silicon and hydrogen formed at the interface with the interlayer insulating film. Regardless of this, UV light in the wavelength region of the UV-A wave can be eliminated by the binding energy, and combined with a photodiode having the same configuration except for the Si-H bond, the UV is calculated by calculation. -To obtain an ultraviolet sensor that can determine the amount of ultraviolet rays only in the wavelength region of the A wave and stably detect the amount of ultraviolet rays in the wavelength region of the UV-A wave that occupies most of the ultraviolet rays that reach the ground. The effect of being able to be obtained.
また、低濃度拡散層が形成されるシリコン半導体層が、3nm以上、36nm以下の範囲の厚とされているので、Si−H結合の結合エネルギでUV−A波の波長領域の紫外線がカットし、透過した可視光はシリコン半導体層の厚さによりカットすることができ、UV−B波の波長領域のみの紫外線量を単独で、選択的に検出することができるフォトダイオードを得ることができるという効果が得られる。 Further, since the silicon semiconductor layer on which the low concentration diffusion layer is formed has a thickness in the range of 3 nm or more and 36 nm or less, the ultraviolet energy in the wavelength region of the UV-A wave is cut by the binding energy of the Si-H bond. The transmitted visible light can be cut by the thickness of the silicon semiconductor layer, and a photodiode capable of selectively detecting the amount of ultraviolet light only in the wavelength region of the UV-B wave can be obtained. An effect is obtained.
以下に、図面を参照して本発明によるフォトダイオードおよびその製造方法の実施例について説明する。 Embodiments of a photodiode and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は実施例のフォトダイオードの上面を示す説明図、図2は実施例のフォトダイオードの断面を示す説明図、図3は実施例の紫外線センサの側面を示す説明図、図4は実施例のフォトダイオードのシリコン半導体層と層間絶縁膜との界面近傍のシリコン原子の配列を示す説明図、図5、図6は実施例のフォトダイオードの製造方法を示す説明図である。
なお、図2は、図1のA−A断面線に沿った断面図である。また図1は、図2に示すシリコン半導体層より上方の層を取り除いた状態で示してある。
1 is an explanatory view showing the upper surface of the photodiode of the embodiment, FIG. 2 is an explanatory view showing the cross section of the photodiode of the embodiment, FIG. 3 is an explanatory view showing the side of the ultraviolet sensor of the embodiment, and FIG. FIG. 5 and FIG. 6 are explanatory views showing a method of manufacturing the photodiode of the embodiment. FIG. 5 and FIG.
2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 1 shows a state in which a layer above the silicon semiconductor layer shown in FIG. 2 is removed.
図1において、1はフォトダイオードであり、図示しないシリコン(Si)からなるシリコン基板上に、酸化シリコン(SiO2)からなる絶縁層としての埋込み酸化膜3を挟んで薄い単結晶シリコンからなるシリコン半導体層4を形成したSOI構造の半導体ウェハのシリコン半導体層4に形成された横型PN接合形式のフォトダイオードである。
本実施例のシリコン半導体層4上には、フォトダイオード1を形成するためのダイオード形成領域6が設定され、このダイオード形成領域6の周囲を矩形の枠状に囲う領域には、素子分離層9を形成するための素子分離領域10が設定されている(図5、図6参照)。
In FIG. 1,
A
素子分離層9は、素子分離領域10のシリコン半導体層4に、酸化シリコン等の絶縁材料で埋込み酸化膜3に達した状態で形成されており、ダイオード形成領域6の間を電気的に絶縁分離する機能を有している。
なお、本説明においては、図1等に示すように、素子分離層9は区別のために網掛けを付して示す。
The
In this description, as shown in FIG. 1 and the like, the
本実施例のフォトダイオード1は、シリコン半導体層4に設定されたダイオード形成領域6に形成される。
12はP型高濃度拡散層としてのP+拡散層であり、ダイオード形成領域6のシリコン半導体層4に、ボロン(B)等のP型不純物を比較的高濃度に拡散させて形成された拡散層であって、図1に示すように、素子分離層9の内側の一の辺に接する峰部12aと、峰部12aから一の辺に対向する素子分離層9の内側の他の辺に向けて延在する複数の櫛歯部12bとで形成された櫛型に形成される。
The
本実施例のP+拡散層12は、峰部12aから2本の櫛歯部12bを延在させて「π」字状に形成されている。
14はN型高濃度拡散層としてのN+拡散層であり、ダイオード形成領域6のシリコン半導体層4に、P型高濃度拡散層と逆の型、つまりリン(P)や砒素(As)等のN型不純物を比較的高濃度に拡散させて形成された拡散層であって、図1に示すように、素子分離層9の内側の他の辺に接する峰部14aと、峰部14aから対向する一の辺に向けて延在する複数の櫛歯部14bとで形成された櫛型に形成される。
The P +
本実施例のN+拡散層14は、峰部14aの両端部と中央部から3本の櫛歯部14bを延在させて「E」字状に形成されている。
15は低濃度拡散層としてのP−拡散層であり、ダイオード形成領域6に、互いに離間して櫛歯部12b、14bを噛合わせて対向配置されたP+拡散層12とN+拡散層14とにそれぞれ接するシリコン半導体層4に、P型不純物を比較的低濃度に拡散させて形成された拡散層であって、ここに形成される空乏層に吸収された紫外線により電子−正孔対が発生する部位である。
The N +
17は層間絶縁膜であり、シリコン半導体層4上に形成された、酸化シリコンやNSG(Nondoped Silica Glass)等のUV−A波およびUV−B波の波長領域の紫外線および可視光、つまりUV−B波以上の波長領域の光を透過させる透過性を有する絶縁材料(本実施例では、酸化シリコン)からなる4000nm程度の厚さの絶縁膜である。
18はコンタクトホールであり、層間絶縁膜17上の、フォトダイオード1のコンタクトプラグ19の形成領域に形成された、層間絶縁膜17を貫通してP+拡散層12およびN+拡散層14に至る貫通穴であって、これらのコンタクトホール18の内部に、アルミニウム(Al)やタングステン(W)、チタン(Ti)等の導電材料を埋め込んでコンタクトプラグ19が形成される。
20は配線であり、層間絶縁膜17上に、コンタクトプラグ19と同様の導電材料で形成された配線層をエッチングして形成された回路配線であって、図1に2点鎖線で示すように、受光する太陽光を妨げないために、P−拡散層15上を通過しないように配置されており、P+拡散層12およびN+拡散層14と、それぞれコンタクトプラグ19を介して電気的に接続している。
22はパッシベーション膜であり、層間絶縁膜17上に形成された窒化シリコン(Si3N4)からなるUV−B波以上の波長領域の光を透過させる膜厚300nm程度の保護膜であって、フォトダイオード1や配線20等を外部の湿度等から保護する機能を有している。
本実施例のシリコン半導体層4に形成されたP−拡散層15と層間絶縁膜17との界面24には、図4に示すように、シリコン半導体層4の界面24に隣接するシリコン(Si)の原子列25のダングリングボンド26(未結合手)が水素(H)により終端されて、シリコンと水素の共有結合(Si−H結合という。)が形成されおり、UV−A波の波長領域の紫外線をカットして、UV−B波以下および可視光の波長領域の光を透過させるフィルタ(UV−Aフィルタ27という。図2等にハッチングを付して示す。)として機能する。
As shown in FIG. 4, silicon (Si) adjacent to the
このSi−H結合の結合エネルギは、3.1〜3.5eVであり、UV−A波の波長領域に含まれる約350〜400nmの波長のエネルギに相当するため、Si−H結合がUV−A波のエネルギにより切断されるときに前記の波長領域のエネルギが吸収されて、UV−A波の波長領域の紫外線が消失するので、本実施例のSi−H結合で形成されたUV−Aフィルタ27は、UV−A波のみが不透過となる(図7参照)。
The bond energy of this Si—H bond is 3.1 to 3.5 eV, which corresponds to energy of a wavelength of about 350 to 400 nm included in the wavelength region of the UV-A wave. When cut by the energy of the A wave, the energy in the wavelength region is absorbed and the ultraviolet light in the wavelength region of the UV-A wave disappears. Therefore, the UV-A formed by the Si—H bond of this embodiment. The
図3において、30は紫外線センサであり、上記のUV−Aフィルタ27を有するフォトダイオード1を複数形成した半導体ウェハを個片に分割したフォトチップ31aと、UV−Aフィルタ27を除いてフォトダイオード1と同じ構成を有するフォトダイオードを備えたフォトチップ31bとを備えている。
33は封止層であり、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の、UV−B波以上の波長領域の光を透過させる紫外線透過型封止樹脂を加熱、硬化させて形成された保護層であって、フォトチップ31a、31b等を外部の湿度等から保護する機能を有している。
In FIG. 3,
33 is a sealing layer, which is a protective layer formed by heating and curing an ultraviolet transmissive sealing resin that transmits light in the wavelength region of UV-B wave or more, such as silicone resin or epoxy resin, It has a function of protecting the
本実施例の紫外線透過型封止樹脂としては、湿度や紫外線等に対する耐候性に優れたシリコーン樹脂が用いられる。
本実施例の紫外線センサ30は、複数の外部端子34を形成したセラミックス基板35に、フォトチップ31a、31b並列に配置してそれぞれを銀ペースト等で接合し、ワイヤボンディングにより、端子穴36に露出している配線20と外部端子34とをワイヤ37で電気的に接続し、セラミックス基板35上のフォトチップ31a、31bを覆うシリコーン樹脂からなる封止層33で封止して形成される。
As the ultraviolet transmissive sealing resin of the present embodiment, a silicone resin having excellent weather resistance against humidity, ultraviolet rays and the like is used.
The
図5において、40はレジストマスクであり、フォトリソグラフィによりシリコン半導体層4上に塗布されたポジ型またはネガ型のレジストを露光および現像処理して形成されたマスク部材であって、本実施例のエッチングやイオン注入におけるマスクとして機能する。
本実施例のシリコン半導体層4の厚さは、P+拡散層12およびN+拡散層14のシート抵抗の増大を抑制するために、40nm以上、100nm以下の範囲の厚さ(本実施例では、50nm)に形成される。
In FIG. 5,
The thickness of the
以下に、図5、図6に、Pで示す工程に従って、本実施例のフォトダイオードの製造方法について説明する。
本実施例で用いる半導体ウェハのシリコン半導体層4は、SIMOX(Separation by Implanted Oxygen)法により埋込み酸化膜3上に薄いシリコン層を残して形成されたSOI構造の半導体ウェハ、または埋込み酸化膜3上に薄いシリコン層を貼り付けて形成されたSOI構造の半導体ウェハの埋込み酸化膜3上の薄いシリコン層に熱酸化法により犠牲酸化膜を形成し、これをウェットエッチングにより除去して、50nmの厚さに形成されている。
A method for manufacturing the photodiode of this example will be described below in accordance with the process indicated by P in FIGS.
The
P1(図5)、上記の50nmの膜厚のシリコン半導体層4が形成された半導体ウェハのシリコン半導体層4の素子分離領域10に、LOCOS(Local Oxidation Of Silicon)法により、埋込み酸化膜3に達する酸化シリコンからなる素子分離層9を形成する。
そして、ダイオード形成領域6のシリコン半導体層4に、P型不純物イオンを低濃度に注入して、P型低濃度注入層を形成し、フォトリソグラフィによりダイオード形成領域6のN+拡散層14の形成領域(図1に示す「E」字状の部位)を露出させたレジストマスク40(不図示)を形成し、露出しているシリコン半導体層4にN型不純物イオンを高濃度に注入して、N型高濃度注入層を形成する。
P1 (FIG. 5), the buried
Then, P-type impurity ions are implanted at a low concentration into the
前記のレジストマスク40の除去後に、フォトリソグラフィによりダイオード形成領域6のP+拡散層12の形成領域(図1に示す「π」字状の部位)を露出させたレジストマスク40(不図示)を形成し、露出しているシリコン半導体層4にP型不純物イオンを高濃度に注入して、P型高濃度注入層を形成する。
前記のレジストマスク40の除去後に、熱処理により、各拡散層の形成領域に形成された各注入層に注入された不純物を活性化して、各拡散層に所定の型の不純物を所定の濃度で拡散させ、ダイオード形成領域6に、P+拡散層12、N+拡散層14およびP−拡散層15を形成し、シリコン半導体層4に、横型PN接合形式のフォトダイオード1が複数形成されたSOI構造の半導体ウェハを準備する。
After removing the resist
After removing the resist
P2(図5)、準備された半導体ウェハのシリコン半導体層4上の全面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により酸化シリコンを堆積し、その上面を平坦化処理して、層間絶縁膜17を形成する。
P3(図5)、層間絶縁膜17の形成後に、半導体ウェハを熱処理装置に投入し、水素雰囲気中での熱処理により、半導体ウェハの温度を上げて、シリコン半導体層4に形成されたP−拡散層15と、層間絶縁膜17との界面24に隣接するシリコンの原子列25のダングリングボンド26を、水素(H)により終端してSi−H結合を形成する。
P2 (FIG. 5), silicon oxide is deposited on the entire surface of the prepared semiconductor wafer on the
P3 (FIG. 5), after the formation of the
この場合の水素雰囲気中での熱処理は、例えば、ガス雰囲気として、窒素(N2)90%、水素(H2)10%の混合ガス雰囲気を用い、250℃以上、350℃以下の範囲の温度で、30分間の熱処理を行えばよい。
これにより、P−拡散層15の層間絶縁膜17との界面24に接する領域に、本実施例のUV−A波の波長領域の紫外線をカットするUV−Aフィルタ27が形成される。
In this case, the heat treatment in the hydrogen atmosphere is, for example, a mixed gas atmosphere of 90% nitrogen (N2) and 10% hydrogen (H2) as the gas atmosphere at a temperature in the range of 250 ° C. to 350 ° C. What is necessary is just to heat-process for 30 minutes.
As a result, a UV-
P4(図5)、UV−Aフィルタ27の形成後に、フォトリソグラフィにより層間絶縁膜17上に、フォトダイオード1のP+拡散層12およびN+拡散層14上のコンタクトホール18の形成領域の層間絶縁膜17を露出させた開口を有するレジストマスク40を形成し、これをマスクとして、酸化シリコンを選択的にエッチングする異方性エッチングにより層間絶縁膜17を貫通してP+拡散層12およびN+拡散層14に達するコンタクトホール18を形成する。
After the formation of P4 (FIG. 5) and the UV-
P5(図6)、工程P4で形成したレジストマスク40を除去し、スパッタ法等によりコンタクトホール18内に導電材料を埋め込んでコンタクトプラグ19を形成すると共に、層間絶縁膜17上にコンタクトプラグ19と同じ導電材料で配線20を形成するための配線層を形成し、フォトリソグラフィにより配線層上に、配線20の形成領域を覆うレジストマスク40(不図示)を形成し、これをマスクとして配線層をエッチングしてコンタクトプラグ19に電気的に接続する配線20を形成し、前記のレジストマスク40を除去する。
P5 (FIG. 6), the resist
P6(図6)、CVD法により、フォトダイオード1上の層間絶縁膜17および配線20上に、窒化シリコンからなるパッシベーション膜22を形成する。
その後に、フォトリソグラフィにより配線20上の端子穴36の形成領域のパッシベーション膜22を露出させた開口を有するレジストマスク40(不図示)を形成し、異方性エッチングによりパッシベーション膜22をエッチングして端子穴36を形成する。
P6 (FIG. 6), a
After that, a resist mask 40 (not shown) having an opening exposing the
そして、半導体ウェハを個片に分割して、UV−Aフィルタ27を形成したフォトダイオード1を備えたフォトチップ31aを形成する。
一方、工程P3を省略した工程により、シリコン半導体層4を同じ厚さに形成した半導体ウェハに、UV−Aフィルタ27を除いて同様に形成されたフォトダイオードを複数形成し、これを個片に分割して、UV−Aフィルタ27が形成されていないフォトチップ31bを形成する。
Then, the semiconductor wafer is divided into individual pieces, and a
On the other hand, a plurality of photodiodes formed in a similar manner except for the UV-
これらのフォトチップ31a、31bは、図3に示すように、セラミックス基板35上に並列に配置されて、それぞれ銀ペースト等で接合され、ワイヤボンディングにより、端子穴36に露出している配線20と、外部端子34とをワイヤ37で電気的に接続して型枠に収納した後に、ポッティングによりシリコーン樹脂を注入し、加熱、硬化させてフォトチップ31a、31b等を覆う封止層33を形成し、型枠から取外して、本実施例の紫外線センサ30を形成する。
As shown in FIG. 3, these
上記のフォトチップ31bは、UV−Aフィルタ27が形成されていないフォトダイオード1を備えているので、UV−A波およびUV−B波の波長領域の紫外線および可視光を透過させる層間絶縁膜17、パッシベーション膜22および紫外線透過型樹脂からなる封止層33を透過した光が照射されると、シリコンの禁制帯幅が約1.1eVであるので、図7に実線で示すように、約1100nm未満の波長領域の全てに分光感度を有する特性になる。
Since the
また、フォトチップ31bに形成されたフォトダイオードのP−拡散層15の層間絶縁膜17との界面24に、Si−H結合で形成されたUV−Aフィルタ27を有するフォトダイオード1を備えたフォトチップ31aは、層間絶縁膜17側から入射した光が、層間絶縁膜17との界面24に形成されたUV−Aフィルタ27を通過するときに、そのSi−H結合の結合エネルギでUV−A波の波長領域の紫外線を消失させるので、シリコン半導体層の厚さに関らず、UV−A波のみをカットすることができ、図7に破線で示すように、層間絶縁膜17等を透過した光が照射されると、フォトチップ31bの分光感度の中で、UV−A波の波長領域のみの紫外線がカットされた分光感度を有する特性になる。
Further, a photo diode provided with a
この場合に、上記工程P3において、他の部位、例えばP−拡散層15と埋込み酸化膜3との界面にSi−H結合が形成されたとしても、光は層間絶縁膜17の側から照射され、P−拡散層15を通過した後の光が、埋込み酸化膜3との界面に形成されたSi−H結合に作用するので、フォトダイオード1からの出力に影響が生ずることはない。
このように、UV−Aフィルタ27を除けば、同じ構成とされているフォトチップ31bが検出したUV−A波、UV−B波および可視光の波長領域の出力から、フォトチップ31aが検出したUV−A波の波長領域のみがカットされた出力を減算すれば、UV−A波の波長領域の紫外線量を求めることができ、地上に到達する紫外線の大部分を占めるUV−A波の波長領域の紫外線量を安定して検出することができる。
In this case, even if a Si—H bond is formed in another part, for example, the interface between the P−
Thus, except for the UV-
なお、本実施例のフォトチップ31a、31bに形成された横型PN接合方式のフォトダイオード1等に吸収される光の分光感度のバラツキは、シリコン半導体層4の膜厚に依存して生ずるので、UV−A波の波長領域を除く領域の分光感度に、別の半導体ウェハに形成されたシリコン半導体層4の厚さのバラツキに起因する差が存在する場合には、フォトチップ31bの出力に可視光領域の出力を相殺する倍率を乗じた後に、前記の減算を行うとよい。このようにすれば、紫外線量をより正確に検出することが可能になる。
Note that the variation in spectral sensitivity of light absorbed by the lateral PN
また、本実施例では、フォトダイオード1は、SOI構造の半導体ウェハのシリコン半導体層4に形成するとして説明したが、本実施例のUV−Aフィルタ27を形成したフォトダイオード1は、層間絶縁膜17との界面24に形成されたSi−H結合を光が通過するときにその結合エネルギでUV−A波の波長領域の紫外線を消失させるので、シリコン半導体層4の厚さは、どのような厚さであってもよく、例えばシリコンからなるバルク基板であってもよい。このようにすれば、シリコン半導体層4の厚さを厚くして、厚さに起因する分光感度のバラツキを更に低減することができると共に、バルク基板で形成されたUV−Aフィルタ27が形成されていないフォトダイオードと組合せれば、前記と同様の紫外線センサを得ることができる。
In the present embodiment, the
更に、本実施例では、P−拡散層15は、P+拡散層12およびN+拡散層14と同じ厚さのシリコン半導体層4に形成するとして説明したが、図8に示すように、P−拡散層15を形成するシリコン半導体層4の厚さを、出願人が特願2007−311080等において提案した、3nm以上、36nm以下の範囲の厚さ(例えば、35nm)の薄いシリコン半導体層4としてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the P−
このようにすれば、薄いシリコン半導体層4に形成されたP−拡散層15は、可視光以上(波長400nm以上)の波長領域の光に反応することがなくなり、層間絶縁膜17側から入射した光は、層間絶縁膜17との界面24に形成されたUV−Aフィルタ27を通過するときに、そのSi−H結合の結合エネルギでUV−A波の波長領域の紫外線がカットされ、透過した可視光はシリコン半導体層4の厚さによりカットされるので、図9に示すように、UV−B波の波長領域の紫外線量のみを単独で検出することができるフォトダイオード1を形成することが可能になる。
In this way, the P-
この場合に、フォトダイオード1のP−拡散層15を形成する薄いシリコン半導体層4は、ダイオード形成領域6に、図1に示す「π」字状のP+拡散層12と、「E」字状のN+拡散層14とに挟まれたP−拡散層15を形成する領域として薄膜化領域を設定しておき、上記工程P1における各拡散層を形成するための熱処理を終えた後に、シリコン半導体層4上の全面にフォトリソグラフィにより、薄膜化領域のシリコン半導体層4を露出させたレジストマスク40(不図示)を形成し、これをマスクとして、異方性エッチングにより、露出しているシリコン半導体層4をエッチングして、薄膜化領域のシリコン半導体層4を薄膜化領域7に設定されたシリコン半導体層4の厚さ(35nm)に薄膜化するとよい。
In this case, the thin
このようにして、薄膜化されたP−拡散層15を形成し、その後に工程P2以降の工程を行えば、図8に示すフォトダイオード1を形成することができる。
以上説明したように、本実施例では、シリコン半導体層に形成されたP+拡散層とN+拡散層とを、P−拡散層を挟んで対向配置したフォトダイオードのP−拡散層の、層間絶縁膜との界面に隣接する原子列に、Si−H結合で形成されたUV−Aフィルタを形成するようにしたことによって、層間絶縁膜側から入射した光が、層間絶縁膜との界面に形成されたSi−H結合を通過するときに、シリコン半導体層の厚さに関らず、その結合エネルギでUV−A波の波長領域の紫外線を消失させることができ、UV−Aフィルタを除いて同じ構成とされているフォトダイオードと組合せることによって、演算によりUV−A波の波長領域のみの紫外線量を求めることができ、地上に到達する紫外線の大部分を占めるUV−A波の波長領域の紫外線量を安定して検出することができる紫外線センサを得ることができる。
If the thin P-
As described above, in this embodiment, the interlayer insulating film of the P− diffusion layer of the photodiode in which the P + diffusion layer and the N + diffusion layer formed in the silicon semiconductor layer are opposed to each other with the P− diffusion layer interposed therebetween. By forming a UV-A filter formed of Si-H bonds in an atomic row adjacent to the interface with the light, incident light from the interlayer insulating film side is formed at the interface with the interlayer insulating film. Irrespective of the thickness of the silicon semiconductor layer when passing through the Si-H bond, UV light in the wavelength region of the UV-A wave can be eliminated by the bond energy, and the same except for the UV-A filter. By combining with the configured photodiode, it is possible to calculate the amount of ultraviolet rays only in the wavelength region of the UV-A wave by calculation, and in the wavelength region of the UV-A wave that occupies most of the ultraviolet rays reaching the ground. ultraviolet Amounts can be obtained an ultraviolet sensor which can be stably detected.
また、フォトダイオード1のP−拡散層15を形成するシリコン半導体層4の厚さを3nm以上、36nm以下の範囲の厚さとしたことによって、Si−H結合の結合エネルギでUV−A波の波長領域の紫外線がカットし、透過した可視光はシリコン半導体層の厚さによりカットすることができ、UV−B波の波長領域のみの紫外線量を単独で、選択的に検出することができるフォトダイオードを得ることができる。
Further, the thickness of the
なお、上記実施例においては、紫外線センサの2つのフォトダイオードは、セラミックス基板上に並列に配置するとして説明したが、これらを並列に配置する必要はなく、セラミックス基板上に配置されていればよい。
また、上記実施例においては、低濃度拡散層は、P型不純物を拡散させて形成するとして説明したが、N型の不純物を比較的低濃度に拡散させて形成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the two photodiodes of the ultraviolet sensor have been described as being arranged in parallel on the ceramic substrate. However, it is not necessary to arrange them in parallel, as long as they are arranged on the ceramic substrate. .
In the above embodiments, the low-concentration diffusion layer has been described as being formed by diffusing P-type impurities. However, even if an N-type impurity is formed by diffusing at a relatively low concentration, the same as described above. An effect can be obtained.
更に、上記実施例においては、P+拡散層は「π」字状、N+拡散層は「E」字状であるとして説明したが、それぞれの形状を逆にしてもよく、櫛歯部の数を更に多くしてもよい。
更に、上記実施例においては、P+拡散層およびN+拡散層には、櫛歯部を複数設け、これらを噛合わせて配置するとして説明したが、櫛歯部を設けずに、峰部のみを低濃度拡散層を挟んで対向配置するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the P + diffusion layer is described as “π” -shaped, and the N + diffusion layer is described as “E” -shaped. However, the respective shapes may be reversed, and the number of comb-tooth portions may be changed. You may increase more.
Further, in the above-described embodiment, the P + diffusion layer and the N + diffusion layer are described as being provided with a plurality of comb teeth portions and meshed with each other. However, only the peak portions are reduced without providing the comb teeth portions. You may make it arrange | position opposingly on both sides of a density | concentration diffusion layer.
更に、上記実施例においては、半導体ウェハは、シリコン基板に絶縁層としての埋込み酸化膜を挟んで形成されたシリコン半導体層を有するSOI構造の半導体ウェハ、またはバルク基板からなる半導体ウェハであるとして説明したが、半導体ウェハは前記に限らず、絶縁層としてのサファイア基板上にシリコン半導体層を形成したSOS(Silicon On Sapphire)構造の半導体ウェハや、絶縁層としてのクオーツ基板上にシリコン半導体層を形成したSOQ(Silicon On Quartz)構造の半導体ウェハ等であってもよい。 Further, in the above embodiment, the semiconductor wafer is described as being an SOI structure semiconductor wafer having a silicon semiconductor layer formed with a buried oxide film as an insulating layer sandwiched between silicon substrates, or a semiconductor wafer made of a bulk substrate. However, the semiconductor wafer is not limited to the above, and a semiconductor wafer having an SOS (silicon on sapphire) structure in which a silicon semiconductor layer is formed on a sapphire substrate as an insulating layer, or a silicon semiconductor layer is formed on a quartz substrate as an insulating layer. It may be a semiconductor wafer having a SOQ (Silicon On Quartz) structure.
1 フォトダイオード
3 埋込み酸化膜
4 シリコン半導体層
6 ダイオード形成領域
9 素子分離層
10 素子分離領域
12 P+拡散層
12a、14a 峰部
12b、14b 櫛歯部
14 N+拡散層
15 P−拡散層
17 層間絶縁膜
18 コンタクトホール
19 コンタクトプラグ
20 配線
22 パッシベーション膜
24 界面
25 原子列
26 ダングリングボンド
27 UV−Aフィルタ
30 紫外線センサ
31a、31b フォトチップ
33 封止層
34 外部端子
35 セラミックス基板
36 端子穴
37 ワイヤ
40 レジストマスク
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記シリコン半導体層上に層間絶縁膜を形成すると共に、前記低濃度拡散層の、前記層間絶縁膜との界面に隣接する原子列に、シリコンと水素の共有結合を形成したことを特徴とするフォトダイオード。 The silicon semiconductor includes a P-type high concentration diffusion layer formed by diffusing P-type impurities in a high concentration and an N-type high concentration diffusion layer formed by diffusing N-type impurities in a high concentration. In a lateral PN junction type photodiode in which a low-concentration diffusion layer formed by diffusing one of P-type and N-type impurities in a low concentration is sandwiched between layers,
An interlayer insulating film is formed on the silicon semiconductor layer, and a covalent bond of silicon and hydrogen is formed in an atomic column adjacent to the interface with the interlayer insulating film of the low-concentration diffusion layer. diode.
前記低濃度拡散層が形成されるシリコン半導体層は、3nm以上、36nm以下の範囲の厚さを有することを特徴とするフォトダイオード。 In claim 1,
The silicon semiconductor layer in which the low concentration diffusion layer is formed has a thickness in the range of 3 nm to 36 nm.
前記それぞれのフォトダイオードのシリコン半導体層上に層間絶縁膜を形成すると共に、一方の前記フォトダイオードの低濃度拡散層の、前記層間絶縁膜との界面に隣接する原子列に、シリコンと水素の共有結合を形成したことを特徴とする紫外線センサ。 The silicon semiconductor includes a P-type high concentration diffusion layer formed by diffusing P-type impurities in a high concentration and an N-type high concentration diffusion layer formed by diffusing N-type impurities in a high concentration. In the layer, two photodiodes of a lateral PN junction type arranged so as to face each other with a low-concentration diffusion layer formed by diffusing either one of P-type and N-type impurities at a low concentration,
An interlayer insulating film is formed on the silicon semiconductor layer of each photodiode, and silicon and hydrogen are shared in an atomic column adjacent to the interface with the interlayer insulating film of the low concentration diffusion layer of one of the photodiodes. An ultraviolet sensor characterized by forming a bond.
前記シリコン半導体層上に層間絶縁膜を形成する工程と、
水素雰囲気中の熱処理により、前記低濃度拡散層の、前記層間絶縁膜との界面に隣接する原子列に、シリコンと水素の共有結合を形成する工程と、を備えることを特徴とするフォトダイオードの製造方法。 The silicon semiconductor includes a P-type high concentration diffusion layer formed by diffusing P-type impurities in a high concentration and an N-type high concentration diffusion layer formed by diffusing N-type impurities in a high concentration. A semiconductor wafer is prepared in which a lateral PN junction type photodiode is disposed in which a low-concentration diffusion layer formed by diffusing one of P-type and N-type impurities at a low concentration is sandwiched between layers. And a process of
Forming an interlayer insulating film on the silicon semiconductor layer;
Forming a covalent bond between silicon and hydrogen in an atomic column adjacent to the interface between the low-concentration diffusion layer and the interlayer insulating film by heat treatment in a hydrogen atmosphere. Production method.
前記低濃度拡散層が形成されるシリコン半導体層は、3nm以上、36nm以下の範囲の厚さを有することを特徴とするフォトダイオードの製造方法。 In claim 4,
The method for manufacturing a photodiode, wherein the silicon semiconductor layer on which the low concentration diffusion layer is formed has a thickness in a range of 3 nm to 36 nm.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008011906A JP4530179B2 (en) | 2008-01-22 | 2008-01-22 | Photodiode, ultraviolet sensor including the same, and method for manufacturing photodiode |
US12/318,832 US8283743B2 (en) | 2008-01-22 | 2009-01-09 | Photodiode, ultraviolet sensor having the photodiode, and method of producing the photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008011906A JP4530179B2 (en) | 2008-01-22 | 2008-01-22 | Photodiode, ultraviolet sensor including the same, and method for manufacturing photodiode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009176834A JP2009176834A (en) | 2009-08-06 |
JP4530179B2 true JP4530179B2 (en) | 2010-08-25 |
Family
ID=40875795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008011906A Active JP4530179B2 (en) | 2008-01-22 | 2008-01-22 | Photodiode, ultraviolet sensor including the same, and method for manufacturing photodiode |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8283743B2 (en) |
JP (1) | JP4530179B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4574667B2 (en) * | 2007-11-30 | 2010-11-04 | Okiセミコンダクタ株式会社 | Photodiode manufacturing method and photodiode formed using the same |
KR101088204B1 (en) * | 2008-11-11 | 2011-11-30 | 주식회사 동부하이텍 | Image sensor and method for manufacturign thesame |
WO2011023922A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | X-Fab Semiconductor Foundries Ag | Improved pn junctions and methods |
GB0915501D0 (en) * | 2009-09-04 | 2009-10-07 | Univ Warwick | Organic photosensitive optoelectronic devices |
RU2639990C2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-12-25 | МТПВ Пауэ Корпорейшн | Method and device for multi-module devices without mechanical isolation |
US10546963B2 (en) | 2014-12-01 | 2020-01-28 | Luxtera, Inc. | Method and system for germanium-on-silicon photodetectors without germanium layer contacts |
JP6886307B2 (en) * | 2017-02-15 | 2021-06-16 | エイブリック株式会社 | Optical sensor device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02232531A (en) * | 1989-03-07 | 1990-09-14 | Hamamatsu Photonics Kk | Photodetector device |
JPH02240531A (en) * | 1989-03-14 | 1990-09-25 | Hamamatsu Photonics Kk | Photodetector |
JPH10509806A (en) * | 1994-08-12 | 1998-09-22 | ブラント・エイ・ペインター,ザ・サード | Optoelectronic coupler |
JP2002314117A (en) * | 2001-04-09 | 2002-10-25 | Seiko Epson Corp | Lateral semiconductor photodetector of pin structure |
JP2006147661A (en) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo detector and its manufacturing method, and camera |
JP2007081190A (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Field effect transistor |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2461359A1 (en) * | 1979-07-06 | 1981-01-30 | Commissariat Energie Atomique | METHOD AND APPARATUS FOR HYDROGENATION OF SEMICONDUCTOR DEVICES |
US5955776A (en) * | 1996-12-04 | 1999-09-21 | Ball Semiconductor, Inc. | Spherical shaped semiconductor integrated circuit |
US6452669B1 (en) * | 1998-08-31 | 2002-09-17 | Digital Optics Corp. | Transmission detection for vertical cavity surface emitting laser power monitor and system |
JP2001326199A (en) * | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Hitachi Ltd | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device |
JP4869509B2 (en) * | 2001-07-17 | 2012-02-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing semiconductor device |
JP4241228B2 (en) * | 2003-07-11 | 2009-03-18 | キヤノン株式会社 | Imaging device |
US20050012829A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-20 | Atsushi Tashiro | Resolution selector for image capturing system |
KR100669270B1 (en) * | 2003-08-25 | 2007-01-16 | 도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드 | Display device and photoelectric conversion device |
KR100606900B1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-08-01 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | CMOS image sensor and method for fabricating the same |
JP2007053537A (en) * | 2005-08-17 | 2007-03-01 | Pentax Corp | Imaging apparatus |
JP2007067331A (en) | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Matsushita Electric Works Ltd | Ultraviolet sensor |
-
2008
- 2008-01-22 JP JP2008011906A patent/JP4530179B2/en active Active
-
2009
- 2009-01-09 US US12/318,832 patent/US8283743B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02232531A (en) * | 1989-03-07 | 1990-09-14 | Hamamatsu Photonics Kk | Photodetector device |
JPH02240531A (en) * | 1989-03-14 | 1990-09-25 | Hamamatsu Photonics Kk | Photodetector |
JPH10509806A (en) * | 1994-08-12 | 1998-09-22 | ブラント・エイ・ペインター,ザ・サード | Optoelectronic coupler |
JP2002314117A (en) * | 2001-04-09 | 2002-10-25 | Seiko Epson Corp | Lateral semiconductor photodetector of pin structure |
JP2006147661A (en) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo detector and its manufacturing method, and camera |
JP2007081190A (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Field effect transistor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090184388A1 (en) | 2009-07-23 |
US8283743B2 (en) | 2012-10-09 |
JP2009176834A (en) | 2009-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4530180B2 (en) | Ultraviolet sensor and manufacturing method thereof | |
US8044484B2 (en) | Ultraviolet detecting device and manufacturing method thereof, and ultraviolet quantity measuring apparatus | |
JP4530179B2 (en) | Photodiode, ultraviolet sensor including the same, and method for manufacturing photodiode | |
KR101486286B1 (en) | Photodiode and photo ic using the same | |
JP4302751B2 (en) | Semiconductor optical sensor | |
JP4232814B2 (en) | Photodiode and photo IC provided with the same | |
JP4574667B2 (en) | Photodiode manufacturing method and photodiode formed using the same | |
KR101450342B1 (en) | Semiconductor device, light measuring apparatus, light detecting apparatus, and method for manufacturing the semiconductor device | |
US10559607B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
JP2009170615A (en) | Optical sensor, and photo ic with the same | |
US7709920B2 (en) | Photodiode arrangement | |
US7935934B2 (en) | Photosensor and photo IC equipped with same | |
JP2008147606A (en) | Photodiode | |
JP2010232509A (en) | Optical semiconductor, and method of manufacturing optical semiconductor | |
US20170287954A1 (en) | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method | |
JP2018163968A (en) | Semiconductor device with ultraviolet radiation light receiving element and manufacturing method of the same | |
JP2009278037A (en) | Photocurrent estimation method and screening method of semiconductor uv sensor using same | |
JP2011138942A (en) | Semiconductor element and method of fabricating semiconductor element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100330 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100428 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100601 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4530179 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |